Ogni galassia, compresa la nostra Via Lattea, ha al centro un buco nero massiccio la cui gravità influenza le stelle che lo circondano. Generalmente, le stelle orbitano attorno al buco nero senza incidenti, ma a volte una stella vaga un po' troppo vicino, e il buco nero la divora in un processo che gli astrofisici hanno definito spaghettificazione.
La gravità intorno al buco nero distruggerà queste sfortunate stelle, riducendole in flussi sottili che cadranno nel buco nero", ha affermato Vikram Ravi, assistente professore di astronomia al Caltech. "Questo è un processo davvero disordinato".
Se le stelle sono divorate, i loro resti turbinano intorno al buco nero e brillano di luce in diverse frequenze, che i telescopi possono rilevare. In alcuni casi, i resti stellari vengono espulsi in potenti getti che brillano sotto forma di onde luminose a radiofrequenza.
Ravi e il suo team, tra cui due studenti laureati al Caltech, hanno ora scoperto quello che sembra essere uno di questi eventi, noti anche come eventi di interruzione delle maree o TDE, utilizzando osservazioni d'archivio fatte da radiotelescopi. Dei circa 100 TDE che sono stati scoperti fino ad oggi, questo è solo il secondo candidato ad essere stato trovato utilizzando le onde radio. Il primo è stato scoperto nel 2020 da Marin Anderson (MS '14, PhD '19), uno studioso post-dottorato al JPL, gestito dal Caltech per la NASA.
"I TDE sono scoperti principalmente nella luce ottica e a raggi X, ma questi metodi potrebbero mancare alcuni TDE, come quelli sepolti nella polvere", ha affermato Ravi, che è l'autore principale di un nuovo rapporto sui risultati accettati per la pubblicazione su The Astrophysical Journal. "Questo studio dimostra il potere delle indagini radio per scoprire i TDE".
Lo stesso TDE appena scoperto è stato scoperto anche dagli astronomi dell'Università di Toronto, quindi gli scienziati hanno collaborato per pubblicare congiuntamente le loro scoperte.
"Una quantità senza precedenti di osservazioni radio sta diventando disponibile, mettendoci nella posizione di scoprire molte più fonti come questa", ha spiegato la co-autrice Hannah Dykaar dell'Università di Toronto. "È interessante notare che nessuno dei candidati scoperti via radio proviene dal tipo di galassia più popolare per i TDE. Trovare più di questi TDE radio potrebbe aiutarci a illuminare i misteri in corso su quali tipi di galassie si verificano e quante ce ne sono nell'universo".
Il nuovo evento TDE, chiamato J1533 + 2727, è stato notato per la prima volta dal team di Ravi dopo che due stagisti delle scuole superiori di Cambridge, Massachusetts, Ginevra Zaccagnini e Jackson Codd, hanno scansionato decenni di dati radio catturati dal National Radio Astronomy Observatory (NRAO) Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) nel New Mexico. Gli studenti hanno lavorato con Ravi dal 2018 al 2019 mentre era un borsista post-dottorato presso l'Università di Harvard. Confrontando le osservazioni radio prese ad anni di distanza, hanno scoperto che un oggetto, J1533 + 2727, era abbastanza luminoso a metà degli anni 1990, ma era drammaticamente sbiadito entro il 2017.
Come i detective che scoprono nuovi indizi in un caso storico, hanno poi cercato negli archivi del telescopio Green Bank della NRAO e hanno appreso che lo stesso oggetto era ancora più luminoso nel 1986 e nel 1987 (il telescopio Green Bank è crollato nel 1988). Dal suo picco di luminosità a metà degli anni 1980, J1533 + 2727 è svanito.
Sommando tutte le prove, comprese le nuovissime osservazioni VLA, gli scienziati pensano che il nuovo TDE si sia verificato quando un buco nero supermassiccio nel cuore di una galassia a 500 milioni di anni luce di distanza ha schiacciato una stella e poi espulso un getto radio che viaggiava vicino alla velocità della luce. Altri tre TDE sono stati associati a questi cosiddetti getti relativistici finora, ma quelli sono stati trovati in galassie oltre 10 volte più lontane.
"Questa è la prima scoperta di un candidato TDE relativistico nell'universo relativamente vicino, dimostrando che questi TDE radio-luminosi possono essere più comuni di quanto pensassimo prima", ha dichiarato Ravi.
I TDE sono diventati uno strumento prezioso per studiare i buchi neri massicci. Sono stati teorizzati per la prima volta nel 1980 e poi finalmente rilevati per la prima volta nel 1990. Ora che ne sono stati trovati più di 100, sono diventati un nuovo mezzo per studiare gli eventi nascosti dei buchi neri.